植物生長的必需元素
——鎳

□ 日本東京大學農學博士　蔡德龍

植物有益元素肥料系列報道之三

植物生長的必需元素
——鎳

□ 日本東京大學農學博士蔡德龍

鎳在地殼中含量是比較豐富的礦物元素之一，是一種銀白色金屬，1751年首先瑞典礦物學家克朗斯塔特分離出來，研究學者同年又明確了鎳是人體需要的元素，主要是脲酶的輔基。由于鎳具有良好的機械強度和延展性、難熔耐高溫、并具有極強的化學穩(wěn)定性、在空氣中不易氧化等特征。因此，是一種十分重要的有色金屬原料。

鎳參與植物整個生命周期過程

1885年Forchhamer首次發(fā)現(xiàn)植物中存在鎳以來，專家門進行了許多研究。1970年明確鎳是低等植物如細菌、藍藻、綠藻必需的微量營養(yǎng)元素。1983年Eskew等研究人員發(fā)現(xiàn)，如果鎳對大豆生長供給不夠，大豆體內脲酶活性受到遏制，葉片中的尿素積累，會產生壞死現(xiàn)象。正是尿素過多引起的毒害作用，使得研究學者發(fā)現(xiàn)鎳是高等植物必需的營養(yǎng)元素的證據(jù)。

到了20世紀80年代中期，Brown等研究人員發(fā)現(xiàn)鎳在植物體內主要參與種子萌發(fā)、氮代謝、鐵吸收和衰老過程。許多植物缺乏鎳時，不能夠完成生命周期，為此證明——鎳是植物生長必需的微量營養(yǎng)元素。

根據(jù)科學家研究，我國土壤中全鎳的含量地區(qū)之間有比較大的差異，土壤鎳含量在3-162mg/kg，土壤平均值在29.3mg/kg，約高于土壤背景值26.9mg/kg。土壤背景值的鎳主要來自巖石風化而來的成土母質。成土母質中鎳的含量，很大程度上決定了土壤中鎳含量。發(fā)育在酸性火成巖、砂巖和石灰?guī)r的土壤鎳含量一般在50mg/kg以下；發(fā)育在泥質沉積巖和基性火成巖的土壤鎳含量在50-100mg/kg以上；發(fā)育于超基性巖火成巖的土壤鎳含量高達幾千mg/kg。

鎳能促生長共代謝

鎳是脲酶和其他含鎳酶的組成成分，鎳植物體內含量在0.05-05mg/kg，不同植物體內的含量差別很大。關于鎳在植物體內的生理功能，研究最多的是鎳在脲酶中的作用。脲酶是一種普遍存在于植物中的鎳金屬酶，鎳對于氨基酸水解形成的尿素和核酸代謝都是必要的，缺乏鎳酶都將導致葉片壞死損傷。Dixon等研究表明，鎳是脲酶結構和動力所必需，在脲酶里它與N-O-配合基縱向結合。多數(shù)高等植物都含有脲酶，尿素一般來自于酰脲和胍的代謝過程。缺乏脲酶活性的植物會在種子中累積大量尿素，或者在種子萌發(fā)時產生大量尿素，會嚴重影響種子出芽。所以，植物體內的氮代謝過程中，脲酶起到非常重要的作用。此外，鎳能夠對植物起到促進生長的作用，科研人員在研究了一些禾本科植物大麥、小麥、燕麥等，得出鎳對禾本科植物生長和代謝方面的作用，證明了缺乏鎳導致許多植物早衰及生長受阻，提供鎳可以使大麥產量提高。同時，鎳對植物根系吸收鐵有影響，可以促進豆科和禾本科作物生長。研究表明，豆科植物中根瘤里的含鎳量比根系多，在低鎳土壤中施用鎳可以提高大豆根瘤重量83%，使得大豆增產25%。

鎳肥施用方式靈活多樣

目前，常見的鎳肥有氯化鎳、硫酸鎳、硝酸鎳。氯化鎳是綠色結晶性粉末，在潮濕環(huán)境下容易潮解，受熱脫水，溶于酒精、水和氫氧化銨，其pH值約為4；硫酸鎳是藍綠色結晶，正方晶系，溶于水，其水溶液pH值大約為4.5；硝酸鎳是碧綠色單斜板狀晶體，潮濕空氣里易潮解，易溶于水、酒精、液氨，水溶液pH值約為4。

鎳肥是微量元素肥料，可以進行土壤施肥，具有用量少、專用性強等諸多優(yōu)點；也可以與大量元素肥料混合或者配合均勻施用于土壤表面，然后耕地入土，作為基肥，供應植物整個生育期需要；鎳肥還可以直接噴施植物。譬如葉片施肥，可以把鎳肥配成稀溶液，一般濃度在0.1%，噴灑在植物葉片和莖上，也可與農藥混用，更加方便。同時，鎳肥能用作根部處理，將鎳肥調成稀泥槳，根部蘸上鎳肥泥，或者用營養(yǎng)缽時添加鎳肥，有利于植物苗期生長。除此之外，鎳肥還用作種子處理，在播種前將鎳肥附著在種子表明上，采取鎳肥拌種、浸種和包衣等方法。

鎳肥在國外研究比較成熟了，美國等發(fā)達國家已經把鎳列入植物必需營養(yǎng)元素，我國研究論文也比較多，目前鎳對植物的作用機理比較明確，可以預見，鎳肥的發(fā)展前景廣闊。

農技知識

選肥不僅重肥效還要看鹽效

通常用肥料的鹽效指數(shù)來表示不同肥料種類對增加土壤溶液滲透壓的效應。各種肥料的鹽效指數(shù)不同，將其施入土壤后的鹽分積累效果也不一樣。肥料的鹽效指數(shù)越大，所導致的土壤鹽害的可能性也就越大。

因此，在測土配方施肥時，一定要考慮化肥的種類及其對作物生長發(fā)育和土壤化學性質改變所產生的效應。

在測土配方合理施用化肥的同時，適量增施有機肥是有效預防和減輕土壤表層鹽積現(xiàn)象的重要措施，施用有機肥和增施有機物料還可以改變土壤結構、增加土壤緩沖性能、改善土壤微生物區(qū)系、提高土壤養(yǎng)分有效性、補充微量元素、促進作物根系生長、減輕環(huán)境污染。

測土配方施肥方式需要進一步完善施肥的目的——補償土壤中的養(yǎng)分虧損和有機質不足。因此，除了作底肥外，溝施是較好的方式，表土撒施是錯誤的。近年來推廣的噴灌和滴灌已在設施栽培中得以廣泛應用，既節(jié)肥、節(jié)水又不易破壞土壤結構，還不會造成土壤板結，能夠有效減輕土壤鹽漬化。

施肥小常識

一.尿素施后忌立即澆水，更忌順水撒施尿素。尿素施入土壤轉化為酰胺，容易隨水流失，施后不可馬上澆水，也不能在大雨前施用，施后覆土可提高肥效。

二.碳銨和尿素不能混用。尿素中的酰胺態(tài)氮只有轉化為銨態(tài)氮后才能被作物利用；碳銨施入土壤后，造成土壤溶液短期內呈酸性反應，會加速尿素中氮的揮發(fā)損失，故不能混合施用。

三.酸性化肥不可與堿性肥料混用。碳銨、硫銨、硝酸銨、磷銨不能與草木灰、石灰、窯灰鉀肥等堿性肥料混施，會發(fā)生中和反應，造成氮素損失，降低肥效。

四.含氮復合肥忌多施于豆科作物。大豆、綠豆、花生等豆類作物都有固氮根瘤菌，過多施用含氮復合肥，不僅造成浪費，而且還會抑制根瘤菌的活動，降低其固氮能力。

五.硝態(tài)氮肥忌施在稻田里。硝酸銨、硝酸鈉等會離解出硝酸根離子，在稻田易被淋失至土壤深層，產生反硝化作用而損失氮素；旱地施用硝態(tài)氮肥也忌用于大雨之前，或者施后澆水。

六.硫酸銨忌長期施用。長期在同一土壤施用，會增加其酸性，破壞團粒結構；在堿性土壤中，硫酸銨的銨離子被吸收，酸根離子殘留在土壤中與鈣發(fā)生反應，使土壤板結變硬。

七.碳銨不宜淺施。應深施在6厘米以下，施后立即覆土。也不宜在溫室中使用。因碳銨俗稱氣肥，在溫室極易分解為氨氣而揮發(fā)，造成浪費；且氨濃度過大時，還會灼傷作物葉片。

八.鉀肥忌在作物后期追施。鉀能從作物下部莖葉中轉移到頂部細嫩部分再利用，缺鉀癥狀比缺氮、缺磷癥狀表現(xiàn)晚，鉀肥最好作底肥一次性施下，或在幼苗期追施。

九.含氯化肥如氯化鉀、氯化銨，忌施于鹽堿土壤和忌氯作物上。含氯化肥中的氯離子會殘留積累在土壤中，導致土壤酸化，在鹽堿地里施用會加重鹽害；在忌氯作物上施用，會影響產量和品質。